Dynamiczna obróbka sygnału.
Dynamiczna obróbka sygnału.
Dynamiczna obróbka sygnału.
Dynamiczna obróbka sygnału.
1. Klasyfikacja efektów wykorzystywanych przy obróbce dynamiki
sygnału.
W celu wyjaśnienia działania efektów można posłużyć się analogią do dwójnika, gdzie na
wejściu jest poziom 0dB. Jeśli dwójnik ma wzmocnienie 1 (dwójnik nie wzmacnia, jest
 przez
roczysty dla sygnału), wtedy na wyjściu mamy to samo co na wejściu, czyli 0dB.
Bardzo dobrym sposobem przedstawienia działania procesorów dynamiki jest zatem
charakterystyka przejściowa (zależność poziomu wyjściowego od poziomu wejściowego).
1.1 Kompresor i limiter.
Jak widać na rys. 1, działanie
kompresora opiera siÄ™ na stopniowym
ograniczaniu poziomu sygnału
wyjściowego wraz ze wzrostem
wejściowego. Można jednak zauważyć,
że proces ten nie zachodzi w całym
zakresie dynamiki (czyli od -" do 0dB),
a tylko powyżej pewnego poziomu
zwanego progiem ( threshold ). Na rys.
1.1 próg jest ustawiony na ok. -20dB,
tak więc w tej sytuacji dz
więki poniżej
tego progu  przechodzÄ… przez
urządzenie niezmienione. Powyżej zaś,
są tłumione.
Tłumienie to nie jest stałe i może być
Rys. 1.1 Charakterystyka przejściowa przykładowego
zmieniane. Stosunek przyrostu
ustawienia kompresora.
poziomu sygnału wejściowego do odpowiadającego mu przyrostu sygnału wyjściowego
nazywany współczynnikiem kompresji ( ratio ). Przyjęto podawać go jako liczbę n:1, gdzie n
jest zmienną większą od 1. Można powiedzieć, że kompresor pracuje z małymi
współczynnikami  szacunkowo do ok. 10:1. Jeśli jest on większy, tzn. sięga -":1, ustawienie
takie, lub urządzenie pracujące z takim współczynnikiem kompresji, przyjęto nazywać
limiterem. Czyli właściwie limiter różni się od kompresora prawie wyłącznie tylko stopniem
kompresji.
Bardzo ważnymi parametrami są także: nabrzmiewanie lub inaczej zwany czas zadziałania
( attack ), opadanie ( decay ), trwanie lub podtrzymanie ( sustain ) i wybrzmiewanie
( release ). Wszystkie sÄ… podawane w milisekundach. Odpowiednie ich ustawienie pozwala
na całkowitą zmianę oryginalnej obwiedni sygnału.
Stwierdzono wcześniej, że różnica między kompresorem a limiterem tkwi w stopniu
kompresji. Jednak bardzo często te efekty różnią także parametry czasowe. Głównie czas
zadziałania, co wynika z przeznaczenia limitera. Ma on nie dopuścić do przekroczenia
pewnego ustalonego progu ( threshold ), dzięki czemu nie dopuszcza np. do przesterowania
sygnału. W przypadku takiego przeznaczenia limitera czas ataku ustawia się na jak
najkrótszy, co pozwala ograniczać nawet najbardziej krótkotrwałe i szybkozmienne
fragmenty dz
więku  tzw. transjenty. Jednakże wydłużenie czasu zadziałania może być
pożądane, kiedy w nagraniu instrumentów perkusyjnych brakuje  agresywności . Wtedy,
przy dłuższych czasach, uwypukla się początkową fazę uderzenia w instrument.
Bardzo ważną cechą urządzeń tego typu jest możliwość dodatkowego wzmocnienia sygnału
wyjściowego ( makeup ,  output level ). Zwiększenie tego parametru powoduje, przy
jednoczesnej kompresji, wrażenie zwiększonej głośności nagrania, jakkolwiek przed
kompresją i po sygnał nie przekraczał 0dB.
1.2 Ekspander i bramka szumów.
Zasada działania ekspandera przypomina
działanie kompresora z tą różnicą, że  n we
współczynniku kompresji jest mniejszy od 1
(przykładowo 0,2:1). Jednocześnie, w
przypadku ekspandera, możemy mówić o
współczynniku ekspansji i wyrażać jako 1:n
gdzie n>1.
Jeśli kompresor ogranicza dynamikę sygnału,
to ekspander ją zwiększa, bo przyrostowi
sygnału na wejściu odpowiada jeszcze
większy przyrost na wyjściu.
Parametry sÄ… identyczne jak dla kompresora.
Rys. 1.2 Charakterystyka klasycznego ekspandera.
Szczególnym przypadkiem jest bramka szumów ( noise gate ). Od ekspandera stopniem
ekspansji, który jest większy od 1:10. Bramka powoduje wycinanie dz
więków, które są na
poziomie mniejszym niż próg ( threshold ). Przykładową charakterystykę zamieszczono na
rys. 1.3.
Rys. 1.3 Przykładowa charakterystyka  stromej bramki szumów (współczynnik ekspansji: 1:100)
Rys. 1.4 Charakterystyka ekspandera w trybie pracy tzw.  upward expander .
1.3 Wielopasmowe procesory dynamiki ( multiband dynamics ).
W przypadku obróbki nagrań, gdzie dokonane było zgranie końcowe niekorzystne jest
stosowanie kompresorów (ekspanderów) działających w całym paśmie częstotliwościowym.
Taki kompresor bowiem, reaguje na sygnał z jednego pasma częstotliwości i wpływa na
dynamikę całego pasma. Nie trudno sobie wyobrazić sytuację kiedy w miksie dominuje stopa
perkusji. W przypadku zastosowania kompresora w całym paśmie, podczas kolejnych
uderzeń, słychać będzie w tym czasie ingerencję np. w dynamikę wokalu. Dlatego przy
ostatecznej obróbce w procesie zgrania końcowego ( lub masteringu ) korzysta się z
wielopasmowych procesorów dynamiki, gdzie pasmo częstotliwościowe jest podzielone na
kilka części, w których obróbka dynamiki odbywa się niezależnie.
Specjalnym rodzajem pasmowych procesorów dynamiki jest, działający tylko w jednym i do
tego wąskim paśmie,  de-esser . Jego zadaniem jest eliminacja nadmiernie
wyeksponowanych zgłosek syczących z nagrania. Z tego powodu pasmo, w jakim działa,
mieÅ›ci siÄ™ w granicach ok. 3kHz ÷ 8kHz i może być definiowane podobnie jak stopieÅ„
redukcji.
Nietypowym zastosowaniem  de-essera jest eliminacja sprzężenia zwrotnego, gdzie pasmo
pracy (detekcji i redukcji dynamiki) jest skrajnie wąskie i odpowiada częstotliwości
wzbudzanego dz
więku.
1.4 Niestandartowe właściwości procesorów dynamiki.
Obecnie duża liczba procesorów dynamiki posiada specjalne wejście sterujące ( key input ).
Kiedy standartowo kompresja (ekspansja) sterowana jest przez sygnał wejściowy, to  key
input pozwala na sterowanie innym sygnałem zewnętrznym. Sztandarową aplikacją
wykorzystującą to wejście jest tzw.  ducker , czyli urządzenie automatycznie ściszające
muzykę w trakcie kiedy mówi lektor. Efekt ten jest bardzo często wykorzystywany w
rozgłośniach radiowych.
Możliwości konfiguracji przy wykorzystaniu tego wejścia są ogromne i zależą od inwencji
realizatora nagrań.
W przypadku komputerowej obróbki dynamiki możliwe jest kreślenie żądanej
charakterystyki. Można więc uzyskać niespotykane w rozwiązaniach sprzętowych ustawienia.
Przykładem może być eliminacja trzasków, które mają stały i znany poziom.
Systemy kompandorowe przy redukcji szumu.
Przy realizacji nagrań spotykamy się często z ograniczeniami toru fonicznego, który
wprowadza ograniczenia dynamiki sygnału. Niedawno jeszcze, kiedy powszechne było
zapisywanie nagrań w postaci analogowej na taśmach magnetofonowych, takim
ograniczeniem był odstęp od szumów (stosunek sygnał-szum). W tym przypadku ratunkiem
było stosowanie systemów kompandorowych, które przy nagrywaniu wykorzystywały
kompresję sygnału tak, żeby najcichszy dz
więk był na poziomie większym niż poziom
szumu. Przy odtwarzaniu dokonywany był proces odwrotny czyli ekspansja. Obróbka
dynamiki następowała przy wysokich częstotliwościach ponieważ zauważono większy wpływ
tego zakresu na słyszalność szumu (tzw. "hiss noise ). Tak powstawały pierwsze systemy
Dolby, czy dbx. Obecnie nawet w sprzęcie powszechnego użytku często spotyka się układy
Dolby B, czy nawet C.